陳翠云 洪茲田

摘?要：本文分析“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的內(nèi)涵要求及其水平劃分，從制定教學(xué)目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)問題情境、開展實(shí)驗(yàn)探究、拓展教學(xué)方式、核心概念統(tǒng)領(lǐng)等五個(gè)維度提出培育學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的教學(xué)策略.

關(guān)鍵詞：宏觀辨識(shí)與微觀探析;核心素養(yǎng);教學(xué)策略;高中化學(xué)

基金項(xiàng)目：全國教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度教育部規(guī)劃課題“學(xué)科核心素養(yǎng)視角下活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)的行動(dòng)研究”（項(xiàng)目編號：FHB170580）;福建省“十三五”中小學(xué)名師名校長工作室專項(xiàng)課題“基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)教與學(xué)方式變革的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號：GZS180114）;福建省中學(xué)化學(xué)嚴(yán)業(yè)安名師工作室階段性研修成果.

作者簡介：陳翠云（1990-?），女，福建廈門人，本科，中學(xué)二級教師，研究方向：高中化學(xué)教育教學(xué)研究;

洪茲田（1981-?），男，福建廈門人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)研究.

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）對“宏觀辨識(shí)與微觀探析”（以下簡稱“宏微結(jié)合”）素養(yǎng)的具體內(nèi)涵要求如下：能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性，并對物質(zhì)進(jìn)行分類;能從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題[1].分析“宏微結(jié)合”素養(yǎng)內(nèi)涵要求和高中化學(xué)教材體系特點(diǎn)，以微粒觀建構(gòu)策略為指導(dǎo)，對“宏微結(jié)合”素養(yǎng)培育教學(xué)策略進(jìn)行梳理.

1?深刻理解“宏微結(jié)合”內(nèi)涵，精準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)將知識(shí)與技能學(xué)習(xí)、學(xué)科思想方法形成與觀念建構(gòu)、科學(xué)探究與問題解決能力發(fā)展、創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感形成等多維融合.其中“宏微結(jié)合”強(qiáng)調(diào)從“宏觀-微觀-符號”這一獨(dú)特的思維方式視角對化學(xué)學(xué)科思維和學(xué)科觀念進(jìn)行描述，是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中最為基礎(chǔ)的素養(yǎng).它貫穿于整個(gè)高中階段化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，是學(xué)生學(xué)習(xí)、理解、應(yīng)用化學(xué)的必經(jīng)之路，更是核心素養(yǎng)培育的關(guān)鍵.“宏微結(jié)合”素養(yǎng)在高中化學(xué)課程目標(biāo)中要求如下：通過觀察能辨識(shí)一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，初步掌握物質(zhì)及其變化的分類方法，能運(yùn)用符號表征物質(zhì)及其變化;能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念;能根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)變化和發(fā)生的變化，并能解釋其原因[2].

“宏微結(jié)合”素養(yǎng)的培育要遵循循序漸進(jìn)、逐漸深入、持續(xù)進(jìn)步的進(jìn)階性原則.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）中將其水平要求劃分為四個(gè)水平.從水平1到水平4代表不同的能力要求進(jìn)階.教師在規(guī)劃和設(shè)計(jì)“宏微結(jié)合”教學(xué)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確定位學(xué)生所處的水平層次和可能進(jìn)一步達(dá)到的水平層次，促進(jìn)學(xué)生能力水平進(jìn)階.

例如，“物質(zhì)的分類”這一核心觀念，是“宏微結(jié)合”思維方式的具體表現(xiàn)形式.可設(shè)計(jì)四個(gè)學(xué)習(xí)進(jìn)階落實(shí)該核心觀念的學(xué)習(xí).階段1：必修階段要求基于物質(zhì)組成和性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行分類.比如，依據(jù)組成物質(zhì)種類不同，可將物質(zhì)分為混合物和純凈物;依據(jù)組成元素種類是否相同，可將純凈物分為單質(zhì)和化合物;依據(jù)分散系微粒直徑大小，可將分散系分為溶液、膠體、濁液等.階段2：必修階段要求能夠從不同視角對典型物質(zhì)及其主要變化進(jìn)行分類.比如，依據(jù)物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中得失電子情況，可將物質(zhì)分為氧化劑、還原劑;依據(jù)化合物在水溶液中或者熔融狀態(tài)下的導(dǎo)電情況，可將化合物分為電解質(zhì)、非電解質(zhì)等.階段3：選擇性必修課程“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”模塊和“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊中，要求能從組成、性質(zhì)、官能團(tuán)、構(gòu)成微粒和微粒間作用力等多維視角對物質(zhì)進(jìn)行分類.比如，依據(jù)所含官能團(tuán)種類不同，可將有機(jī)物分為醇類、醛類、羧酸類、酯類等;依據(jù)構(gòu)成微粒和微粒間作用力不同，可將晶體分為原子晶體、離子晶體、分子晶體、金屬晶體.階段4：在選擇性必修課程“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”和“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊的學(xué)習(xí)中，要求能依據(jù)物質(zhì)的類別、組成等說明或預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，評估所做說明或預(yù)測的合理性.總之，以“宏微結(jié)合”素養(yǎng)的不同水平要求為指導(dǎo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情實(shí)際，精準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)，循序漸進(jìn)推動(dòng)學(xué)生能力進(jìn)階，有利于“宏微結(jié)合”素養(yǎng)的高效達(dá)成.

2?緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境

化學(xué)是在微觀層次上研究物質(zhì)，教學(xué)中往往涉及到較多的立足微觀視角探析宏觀物質(zhì)的內(nèi)容.這一部分內(nèi)容往往既是教學(xué)重點(diǎn)，又是學(xué)生學(xué)習(xí)的疑難點(diǎn).教學(xué)中應(yīng)從生產(chǎn)生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生將抽象的、難以感知的微觀知識(shí)轉(zhuǎn)化為日常生活中看得見、摸得著的實(shí)際問題.這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí);還能培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)、質(zhì)疑及科學(xué)探究能力，提高運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)學(xué)生“宏微結(jié)合”素養(yǎng)的形成和發(fā)展.

例如，“物質(zhì)的量”這一核心概念是高中生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，很多學(xué)生對此“望而卻步”.通過生活中“一打雞蛋有12個(gè)”、“一盒粉筆有24支”、“一雙鞋子有兩只”、“一令紙有500張”這些生活中的實(shí)際例子，感知“一打、一盒、一雙、一令”這些表征宏觀物質(zhì)數(shù)量的集合體，再通過“一滴水中有多少個(gè)水分子？”引出“6.02×1023個(gè)微觀粒子集合體為1mol”.幫助學(xué)生立足微觀視角審視宏觀物質(zhì)，建立物質(zhì)的宏觀量與微觀粒子數(shù)量二者的聯(lián)系，進(jìn)一步提升和發(fā)展“宏微結(jié)合”素養(yǎng).又如，在進(jìn)行“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)的時(shí)候，學(xué)生很難理解氧化還原反應(yīng)的微觀本質(zhì).因此通過列舉身邊的氧化還原反應(yīng)，如鋼鐵生銹、煤和石油的燃燒、次氯酸殺菌消毒、干電池提供電能等這些真實(shí)而富有價(jià)值的情境，讓學(xué)生思考這些反應(yīng)的共同本質(zhì).由真實(shí)的問題情境，引發(fā)學(xué)生思考，建立起微觀層面對氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí).通過汽車尾氣污染處理案例，引發(fā)學(xué)生思考“如何運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理對汽車尾氣進(jìn)行綠色化處理”，發(fā)展學(xué)生“宏觀-微觀-符號”三重表征的思維方式與運(yùn)用該思維方式解決實(shí)際問題的能力.

3?開展實(shí)驗(yàn)探究，啟迪學(xué)生科學(xué)思維

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”是化學(xué)核心素養(yǎng)的核心，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要途徑.落實(shí)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)要求，要重視在實(shí)驗(yàn)探究中啟迪科學(xué)思維和培養(yǎng)創(chuàng)新精神.“宏微結(jié)合”是“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)視角.通過實(shí)驗(yàn)探究，對宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分析、推理，從微觀本質(zhì)探析現(xiàn)象背后的本質(zhì)，并用化學(xué)用語進(jìn)行符號表征.通過實(shí)驗(yàn)探究，借助“宏觀-微觀-符號”三重表征，不僅發(fā)展“宏微結(jié)合”素養(yǎng)，也兼顧“證據(jù)推理”“變化守恒”等素養(yǎng)的發(fā)展.

例如，在“可逆反應(yīng)”的教學(xué)中，學(xué)生對于可逆反應(yīng)概念的理解往往停留在“似懂非懂”的程度.為了更好地建構(gòu)“可逆反應(yīng)”的概念，設(shè)計(jì)如下教學(xué)過程.首先，通過回顧2Fe3++2I-=2Fe2++I2這一氧化還原反應(yīng)，引發(fā)學(xué)生思考：用2mol的Fe3+和1mol的I-充分反應(yīng)，反應(yīng)完全后溶液中還有Fe3+剩余嗎？學(xué)生根據(jù)反應(yīng)方程式容易得出過量的Fe3+與少量的I-反應(yīng)，有Fe3+剩余.而如果是2molFe3+和2molI-充分反應(yīng)，學(xué)生則認(rèn)為二者恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液中沒有Fe3+剩余.保持Fe3+的物質(zhì)的量不變（仍為2mol），繼續(xù)增加I-的物質(zhì)的量（如變?yōu)?mol、4mol，甚至更多），學(xué)生都認(rèn)為反應(yīng)之后溶液中沒有Fe3+剩余.事實(shí)果真如此嗎？接下來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，取1mL?0.1mol·L-1?FeCl3溶液，加入4mL?0.1mol·L-1?KI溶液，使其充分反應(yīng).學(xué)生觀察到溶液變成棕黃色，說明有I2生成，反應(yīng)已向正方向進(jìn)行.為了排除I2對后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾，往溶液中加入CCl4，將生成的I2完全萃取到CCl4層.接下來往上清液中滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明在I-過量的情況下，充分反應(yīng)后，溶液中仍有Fe3+剩余.通過引導(dǎo)學(xué)生辨識(shí)反應(yīng)的宏觀現(xiàn)象，結(jié)合證據(jù)推理，探析出該反應(yīng)不僅向“正方向”進(jìn)行，生成I2，而且在相同條件下，“正方向”生成的Fe2+也繼續(xù)和I-發(fā)生反應(yīng)生成Fe3+，即反應(yīng)也同時(shí)向“反方向”進(jìn)行.因此，再過量的I-與少量的Fe3+反應(yīng)，最終溶液體系中都還會(huì)有Fe3+的存在.總之，通過實(shí)驗(yàn)探究引導(dǎo)學(xué)生辨識(shí)宏觀現(xiàn)象，結(jié)合證據(jù)推理，探析微觀實(shí)質(zhì)，建構(gòu)“可逆反應(yīng)”概念，有效地突破該概念理解的瓶頸.

4?巧用多樣化教學(xué)方式，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)途徑

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及移動(dòng)終端設(shè)備的日益普及，人與人的交流方式和知識(shí)傳播方式發(fā)生了巨大的變化，教師的教學(xué)方式也越來越多樣化.教師除了可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，向?qū)W生推送圍繞“宏微結(jié)合”這一核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)資源、發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)、提供作業(yè)展示和交流的空間，還可以在課后制作答疑型微課視頻，幫助學(xué)生解決疑難問題.微課視頻作為一種新型的課程形式和教育資源，可以突破時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地對學(xué)生進(jìn)行“答疑解惑”.特別能將微觀世界的窗戶紙捅破，從而使微觀世界可視化，抽象知識(shí)形象化、具體化[4].

例如，在進(jìn)行“化學(xué)鍵”這一核心概念教學(xué)時(shí)，可設(shè)計(jì)如下微視頻（見表1），幫助學(xué)生從宏觀視角認(rèn)識(shí)構(gòu)成物質(zhì)的微粒和微觀角度認(rèn)識(shí)構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間存在相互作用，從而建構(gòu)化學(xué)鍵的概念.

5?基于核心概念統(tǒng)領(lǐng)，促進(jìn)“宏微結(jié)合”素養(yǎng)落地生根

在日常的教學(xué)過程中，很多老師都有這樣的體會(huì)：對于講授過的問題，學(xué)生并沒有真正理解所學(xué)的知識(shí)，所以只能進(jìn)行比較簡單的模仿，稍微改變一下問題情境，學(xué)生就無從下手，更不用說提升學(xué)生關(guān)鍵能力，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng).特別是對于繁雜的宏觀表征和抽象的微觀知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往感到困難，甚至因此對化學(xué)失去興趣.有學(xué)者提出基于核心概念統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)教學(xué)的理念，將居于學(xué)科中心、具有遷移價(jià)值的核心概念作為學(xué)生需要持久理解的教學(xué)目標(biāo).利用核心概念統(tǒng)領(lǐng)有關(guān)事實(shí)和概念，使學(xué)生站在更高認(rèn)知層面理解某些概念，為學(xué)生終身發(fā)展提供支持[5].文獻(xiàn)《我國中學(xué)化學(xué)教科書中核心概念的百年變化特點(diǎn)》中研究總結(jié)出了中學(xué)化學(xué)5方面的24個(gè)核心概念.其中關(guān)于“宏微結(jié)合”素養(yǎng)維度的核心概念有：單質(zhì)、化合物、溶液、電解質(zhì)、酸堿鹽、膠體、元素、分子原子、原子結(jié)構(gòu)、元素周期、化學(xué)鍵、官能團(tuán)、質(zhì)量守恒、氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、物質(zhì)的量.

例如，“原子結(jié)構(gòu)”這一核心概念是“宏微結(jié)合”思維方式的具體表現(xiàn)形式.在化學(xué)2（魯科版）有關(guān)“原子結(jié)構(gòu)”涉及如下內(nèi)容：原子核的構(gòu)成、同位素概念和核外電子排布規(guī)律，兩個(gè)等量關(guān)系（質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)）.在選修3“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”（魯科版）第一章有關(guān)原子結(jié)構(gòu)涉及如下內(nèi)容：從原子軌道、電子云角度了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理;知道原子核外電子的能級分布，并能用電子排布式表示常見元素原子核外電子的排布.通過分析必修和選修教材內(nèi)容體系，梳理出“原子結(jié)構(gòu)”核心概念關(guān)系圖（見圖1）.電子云、核外電子排布規(guī)律等是事實(shí)性知識(shí)，其上位概念是原子核和核外電子.通過統(tǒng)整有關(guān)事實(shí)和概念，得出“原子結(jié)構(gòu)”這一核心概念.原子結(jié)構(gòu)這一核心概念是對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)本質(zhì)和其認(rèn)識(shí)過程的進(jìn)一步抽象，使學(xué)生能夠在更高的認(rèn)知層面上理解相關(guān)概念，為提升學(xué)生的“宏微結(jié)合”素養(yǎng)提供強(qiáng)有力支持.

總之，發(fā)展學(xué)生“宏微結(jié)合”核心素養(yǎng)，需要在深刻理解“宏微結(jié)合”內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo).在教學(xué)內(nèi)容上，要凸顯出化學(xué)學(xué)科核心觀念，聚焦學(xué)科大概念.在教學(xué)過程中要緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)出真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境，并通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，啟迪學(xué)生科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生“宏微結(jié)合”的化學(xué)思維方式.在課后可以使用微課等多樣化的教學(xué)方式，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)途徑，讓學(xué)生更加充分領(lǐng)悟“宏微結(jié)合”的思想觀念，形成關(guān)鍵能力和必備品格，促進(jìn)“宏微結(jié)合”素養(yǎng)落地生根、開花結(jié)果.

參考文獻(xiàn)：

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（收稿日期：2019-06-10）